Агропромышленный комплекс остается в мире одним из главных «производителей» парниковых газов. Причем, по данным Продовольственной и сельскохозяйственной Организации Объединенных Наций, их объем в сельском хозяйстве увеличился вдвое за последние 50 лет, а к 2050 году может вырасти еще на 30%. Эту отрасль пока трудно отнести к разряду экологичных: в 2022 году в России объем отходов в ней превысил 45 млн тонн и вывел аграрное производство в десятку «лидеров» по этому показателю.
Вопрос стоит остро — как правильно выращивать животных, как высаживать растения, чтобы не «подталкивать» мир к глобальному потеплению и экологической катастрофе? Эксперты считают, что проблему может решить регенеративное сельское хозяйство. Что это за направление, как оно развивается в нашей стране и какие решения предлагают ученые для его развития, читайте в нашем материале.
Зеленая революция в сельском хозяйстве
В 2020 году Россия взяла курс на развитие «зеленой» экономики — он направлен на декарбонизацию и восстановление окружающей среды. Среди прочего, эксперты предлагают достичь нулевого уровня выбросов парниковых газов и создать условия для переработки не менее 80% отходов. Планируется, что эту масштабную концепцию удастся воплотить в жизнь к 2050 году.
Не отстает от этого тренда и сельское хозяйство. Сокращение выбросов СО2 в этой отрасли — одна из задач регенеративного земледелия. Для его развития ученые изучают множество факторов. Например, правильный метод выпаса скота и выбор сортов сельскохозяйственных растений доказывают, что углерод может быть не только «врагом», который приближает глобальное потепление. Если сохранять его в почве, он насыщает ее и делает более плодородной и, к тому же, не оказывается влияния на парниковый эффект.
Природа знает лучше
По словам заведующей лабораторией «Биотехнологии сельскохозяйственных растений для регенеративного земледелия» ЧГУ им. А. А. Кадырова Элизы Собралиевой, основной особенностью регенеративного земледелия является возможность восстановления баланса в экосистемах. Здесь, в отличие от традиционного сельского хозяйства, важно сохранение целостности биоценозов. Преподаватель кафедры биотехнологии и технологии продуктов биоорганического синтеза Университета РОСБИОТЕХ Иван Фоменко описал этот принцип как «природа знает лучше».
«Среди задач регенеративного сельского хозяйства — сведение к минимуму обработки почвы, постепенный отказ от химических удобрений и пестицидов, интеграция сельхозкультур и животноводства, а также применение различных севооборотов и высадка различных восстанавливающих почву растений в промежутках между выращиванием товарных культур», — рассказал ученый.
С 2020 года в России создаются карбоновые полигоны — это территории с уникальной экосистемой, где специалисты изучают активность парниковых газов, разрабатывают новые подходы к растениеводству и животноводству — в том числе связанные с регенеративным сельским хозяйством. Сегодня таких площадок уже 18, и каждая из них имеет уникальную географию. Это полигоны в лесотундре, степях, горах, тайге и во многих других природных зонах.
«Я думаю, вводя такие климатические проекты, мы сможем избежать катастрофы. Карбоновые полигоны созданы для того, чтобы работать над технологиями, которые позволят в дальнейшем снизить климатическую нагрузку», — рассказала заведующая лабораторией «Мониторинг климатических изменений» ЧГУ им. А. А. Кадырова Рашия Бекмурзаева.
Шпаргалка по выпасу скота
Причем предотвращение катастрофы начинается с малого — сохранить экосистему помогает даже правильный метод выпаса скота. Дело в том, что копытные животные, которые пасутся на одном месте, вытаптывают почву, после чего она «выгорает» и требует длительного восстановления. Растения здесь имеют меньше полезных веществ — аминокислот, калия, марганца и др. Это отражается и на самих животных — не получая достаточного количества полезных веществ при выпасе, они становятся менее продуктивными.
Поэтому ученые начинают готовить рекомендации по ротационному выпасу скота — он позволяет максимально приблизить условия на пастбище к естественным, существующим в живой природе.
В этом случае животные используют лишь один участок на протяжение нескольких месяцев, после чего перегоняются на другой. Старая площадка при этом «закрывается» для скота на какое-то время — достаточное для того, чтобы растения на ней восстановились.
По словам Рашии Бекмурзаевой, пока исследования по ротационному выпасу животных в России проводятся только в Чеченской Республике. Первые рекомендации для фермеров специалисты смогут дать уже примерно через пять лет.
Растения — хранители СО2
Еще один метод спасения экосистем — правильный подбор сельскохозяйственных культур. Как рассказала Рашия Бекмурзаева, при выборе сортов для регенеративного земледелия специалисты обращают внимание на два показателя: эмиссию, то есть количество углекислого газа, который выделяется из почвы, и секвестрацию — поглощение растениями этого газа. В идеале растения должны «использовать» весь высвободившийся СО2.
«Наши сорта винограда требуют не более двух обработок пестицидами за весь вегетационный период, в то время как традиционные технологии возделывания винограда предполагают более семи таких обработок. Выращивание таких сортов позволит существенно сэкономить на закупке и мероприятиях по обработке виноградных насаждений комплексом различных препаратов и, самое главное, значительно снизит пестицидную нагрузку на почвы, не говоря об экологичности получаемого урожая», — объяснила Элиза Собралиева.
Клоны в сельском хозяйстве
Передавать подобные полезные свойства растений «из поколения в поколение» сегодня помогает их клонирование. Эта технология позволяет передавать дочерним растениям ценные вкусовые характеристики, высокую урожайность, устойчивость к неблагоприятным факторам и другие особенности. Ведь в лаборатории можно выращивать наиболее удачных представителей сорта в любом количестве — полностью воспроизводя при этом необходимый геном.
«Для этого нужна высокотехнологичная лаборатория, где будут готовить питательные среды, заменяющие почву для микрорастений, и подбирать режим культивирования, исходя из требований культуры в естественных условиях», — отметила Элиза Собралиева.
В «пробирке» такие растения живут недолго — от двух до пяти месяцев. Вскоре после выведения их высаживают в теплицу, где они уже могут адаптироваться к естественным условиям. По словам эксперта, процесс выведения здорового саженца с помощью такой технологии занимает не больше года.
Ученый обратила внимание на то, что такое клонирование используется в сельском хозяйстве уже около пятидесяти лет. Кроме того, именно эта технология все чаще применяется для поддержания биоразнообразия и озеленения во многих развитых странах.
Однако, по словам заведующего кафедрой биотехнологии и технологии продуктов биоорганического синтеза Университета РОСБИОТЕХ Дмитрия Куликова, вопросы этики, безопасности и правильного использования клонирования требуют серьезного обсуждения и регулирования.
ГМО: полезно и безопасно?
Но, если клонирование постепенно приживается в практике селекционеров и признается безопасным, другая технология до сих пор волнует потребителей. Актуальным остается вопрос — насколько безопасна генно-модифицированная продукция?
Рассказывая про вмешательство в геном растений, Элиза Собралиева отметила, что современная генная инженерия может полностью контролировать появление новых признаков и свойств у растений. Кроме того, именно эти технологии открывают новые возможности для исследователей и значительно экономят время на выведение новых сортов с полезными признаками.
«В 30-х годах прошлого века ученые могли рассчитывать только на случайное везение при мутации растений, к примеру, используя радиационную селекцию, в ходе которой могли появиться новые полезные для человека признаки у растений. Сегодня есть возможность напрямую извлечь нужный ген из нерастительного организма и закрепить его в ДНК выбранного опытного растения, сводя к минимуму элемент случайности», — объяснила эксперт.
В 2022 году представители Европейской комиссии пришли к выводу, что растения, полученные с помощью новых геномных технологий, могут помочь в создании более устойчивой агропродовольственной системы. При этом главным принципом их выведения останутся безопасность для окружающей среды и потребителей.
По данным аналитиков научного журнала GeneticLiterasyProject, генетически модифицированные растения уже выращиваются в Бразилии, США, Канаде, Австралии, Испании, странах Южной Африки и десятке других государств.
В России использовать ГМО пока можно только в научно-исследовательских целях. При этом запрещено возделывать трансгенные растения – то есть те, в которые перенесены гены из других организмов. Однако, как отметил Дмитрий Куликов, есть возможность завозить такие продукты из-за границы. Кроме того, некоторые генно-модифицированные растения уже вышли на российский рынок.
«В России разрешены для продажи 13 видов растительных продуктов питания, содержащих генно-модифицированные продукты: три сорта сои, шесть сортов кукурузы, два сорта картофеля, и по одному сахарной свеклы и риса», — рассказал специалист РОСБИОТЕХа.
Эко-дизайнеры и другие профессионалы будущего
Параллельно с регенеративным сельским хозяйством и новыми технологиями, которые делают эту отрасль экологичнее и устойчивее, появляются и новые профессии.
В будущем отрасли понадобятся специалисты, которые будут обращать особое внимание на «зеленый» вопрос агропромышленного комплекса. Элиза Собралиева рассказала, что сельское хозяйство уже взаимодействует с другими направлениями — от генетики и микробиологии до программирования.
«Картографы, фитопатологи, селекционеры, генетики, биотехнологи, микробиологи, инженеры, программисты и многие другие профессии уже напрямую или косвенно привлекаются для сельскохозяйственного производства и со временем этот список будет только расти», — поделилась мыслями ученый.
Кстати, даже эта «воздушная» технология помогает сохранять аграрную экосистему — снижает нагрузку на почву, которая может уплотняться и вытаптываться при работе традиционной сельхозтехники.
В отрасль будут привлекать не только уже существующих специалистов — в ней появятся и новые профессии. Рашия Бекмурзаева считает, что в сельское хозяйство придут экологи-климатологи, экологические менеджеры, эко-дизайнеры. Они будут учитывать не только экологические аспекты, но и экономические, которые также очень важны для устойчивого развития отрасли.
Карбоновые фермы и «зеленые» сертификаты
По словам Ивана Фоменко, сегодня среди мировых лидеров в регенеративном сельском хозяйстве — Канада и Франция. В России, как отметил эксперт, регенеративные методы в агропромышленном комплексе еще находятся на стадии развития.
При этом растет число российских производителей органической продукции. По данным Роскачества, в 2023 году число таких «зеленых» сертификатов достигло 385. Среди производимых ими товаров 53% приходятся на продукцию растениеводства, 37% — на продукцию переработки и 8% — животноводства.
В России появляются и карбоновые фермы — насаждения из деревьев, которые могут в нужном количестве «захватывать» углерод и перерабатывать его. Российские университеты, компании, фестивали и форумы постепенно идут к получению звания «углеродно-нейтральных» — в 2023 году таким был признан Восточный экономический форум. В скором времени Чеченский государственный университет имени А. А. Кадырова планирует получить первую такую отметку среди вузов.
Тренд на устойчивое сельское хозяйство становится все заметнее — в этом направлении уже работают специалисты вузов и научных лабораторий в России и по всему миру. Они проводят исследования, изобретают новые технологии и ищут новые подходы, чтобы мы смогли увидеть сельскохозяйственную отрасль в новом — «зеленом» свете.
